超吸收性的经表面处理的羧烷基化多糖及其制备方法
【专利说明】超吸收性的经表面处理的錢烷基化多糖及其制备方法
[0001] 本申请是基于申请日为2007年09月25日、申请号为200780043563. 7(国际申请 号；PCT/CA2007/001734)、发明名称为"超吸收性的经表面处理的駿烷基化多糖及其制备方 法"的中国专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明设及超吸收性的经表面处理的駿烷基多糖（super油sorben su;rface-tratedcarboxa化polysaccharide)。更具体地但非唯一地，本发明也设及制 备具有吸收性质的经表面处理的駿烷基多糖的方法。本发明还设及含有经表面处理的駿烧 基多糖的制剂（formulation)和卫生用品化ygienearticle)。
【背景技术】
[0003] 吸水材料（例如超吸收性聚合物）可用在多种应用中，该些应用例如一次性卫 生用品（dispos油lehygienearticle)(例如尿布（diaper)、失禁用品（incontinence article)、女性卫生用品（femininehygieneproduct)、气流铺置产品（airlaid)和吸收 敷料（油sorbent化essing));家用制品；密封材料；钻井液（oU-化illingfluid)(例 如堵漏材料（lost-cir州lationmaterial)、压裂液（frac1:u;ringfluid));抗凝结涂料 (anti-condensationcoating);在农业、园艺和林业应用中用于将水保留在±壤中W及用 于将水释放至植物和树木的根部；纺织工业；印刷应用；吸收性纸制品（absorbentpaper product);綱带和外科垫（surgicalpad)(例如创伤敷料（wound化essing));矿石处理； 混凝±制品（concreteproduct);宠物窝（petlitter);水处理；食品垫（foodpad)(例 如与新鲜食物运输和食物包装有关的应用）；清洁剂；灭火凝胶（fire-fi曲tinggel); 云雾控制（cloudcon化ol);作为化学吸收剂用于酸性和/或碱性含水溢出物（aqueous spill)(包括水溶性化学溢出物）的清除；作为聚合物凝胶（polymericgel)用于美容 品和药物的缓慢和控制释放（也称为药物递送系统）；W及人造雪的形成。然而，超吸收 性聚合物（也称为"SAP")的主要用途是一次性个人卫生用品（dispos油lepersonal hygienearticle)。按所用超吸收性材料体积的减小顺序，该样的用品包括尿布、训练衬裤 (trainingpant)、成人失禁用品和女性卫生用品。
[0004] 已经在如下专利文献中将駿烷基多糖（carbo巧a化ylpolysaccharide)公开 为超吸收性材料；Ning等人的美国专利5, 247, 072 ;Qin等人的美国专利5, 470, 964;美 国专利5, 498, 705 ;美国专利5, 550, 189 ;W0 01/87365 ;和Wallajapet等人的美国申 请2006/0147689。然而，该些材料除昂贵外其吸收特征也往往不足W使其可用在卫生产 业化ygieneindustiT)中。因此，合成的超吸收性材料（^syntheticsuper油sorbent material)例如聚丙締酸醋经历了快速的发展。
[000引在0. 7psi(磅/平方英寸）时测量的"负载下的吸收能力（Absorben巧化der Load,AUL)"构成了用于表征超吸收性材料吸收效率的公认指标。显示出高值的駿烧 基多糖已经在先被Medens等人（美国申请2004/0157734中）公开。然而，Mertens没 有提及所述多糖的生物基含量化iobasedcontent)和駿烷基化模式（carbo;syalkylation pattern)。而且，Mertens没有提及用于制备所述材料的駿烷基化方法。
[0006] 通过水性方法（aqueousprocess)制备的駿烷基化淀粉karboxya化ylated starch)已经在先被如下专利文献公开；Gross等人的美国专利5, 079, 354 ;Cou化re等人 的CA2, 362, 006;和化eodorus等人的化9100249。然而，没有公开所述駿烷基化淀粉具 有高AUL值。
[0007] 本发明设及多篇文献，将该些文献的内容完整引入本发明作为参考。
【发明内容】
[0008] 本发明大体上设及显示出超吸收性的经表面处理的駿烷基多糖颗粒。
[0009] 在一个实施方案中，本发明设及具有至少82%的生物基含量的超吸收性的经表面 处理的駿烷基多糖，W及所述多糖具有至少14g/g的AUL(在0. 7psi时测量）。在本发明的 一个实施方案中，所述经表面处理的駿烷基化多糖（surface-treatedcarbo巧a化ylated polysaccharide)具有源自农业的（agri州lUiralorigin)天然聚合物骨架。
[0010] 在本发明的一个实施方案中，所述经表面处理的駿烷基化多糖包括尺寸范围为 150ym至850ym的颗粒。
[0011] 在一个实施方案中，本发明设及超吸收性的、内交联的駿烷基多糖 (superabsorbent,internallycross-linkedcarboxyalkylpolysaccharide)颗粒。在本 发明的一个实施方案中，所述内交联的駿烷基多糖颗粒是经表面处理的。
[0012] 在本发明的一个实施方案中，所述駿烷基化多糖选自駿烷基化淀粉、駿烷基化 纤维素（carboxya化ylatedcellulose)和駿烷基化半乳甘露聚糖（carboxya化ylated galactomannan)。淀粉的非限定例子包括马铃馨淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、蜡状玉米淀粉 (waxycornstarch)、木馨淀粉（tapioca)和它们的混合物。
[0013] 在另一个实施方案中，本发明设及经表面处理的駿甲基淀粉。在本发明的一个 实施方案中，所述駿甲基淀粉在表面处理后具有均匀的化omogeneous)駿甲基取代模式 (substitutionpattern)，W及显示出至少 14g/g的AUL(在 0. 7psi时测量）。
[0014] 在另一个实施方案中，本发明设及如下得到的駿烷基化淀粉；在含水碱性介质中 进行駿烷基化。在一个实施方案中，所述駿烷基化淀粉是经表面处理的。
[0015] 而且，在一个实施方案中，本发明设及制备经表面处理的駿烷基化多糖的方法，所 述方法包括：
[0016] 得到駿烷基化多糖；
[0017] 使用非交联酸（non-cross-linkingacid)对所述駿烷基化多糖进行表面处理； W及
[0018] 对经表面处理的駿烷基化多糖进行加热。
[0019] 在本发明的一个实施方案中，所述加热源选自红外源（in化a-redsource)和热气 源化otgassource)。
[0020] 在本发明的一个实施方案中，所述方法可任选地包括内交联步骤（internal cross-linkingstep)、粒度减小步骤（particlesizereducingstep)和 / 或筛分步骤 (sievingstep)。
[0021] 而且，在一个实施方案中，本发明设及制备经表面处理的駿烷基化淀粉的方法，所 述方法包括：
[0022] 将淀粉分散在碱性介质中；
[0023] 使所述淀粉与駿烷基化试剂反应；
[0024] 使用非交联酸对駿烷基化淀粉进行表面处理；W及 [00巧]对经表面处理的駿烷基化多糖进行加热。
[0026] 在本发明的一个实施方案中，所述加热源选自红外源和热气源。
[0027] 在本发明的一个实施方案中，所述駿烷基化步骤还W非特定顺序包括；（i)对所 述駿烷基化淀粉的抑进行调整；（ii)对所述駿烷基化淀粉进行纯化；和（iii)对所述駿烧 基化淀粉的湿含量(mois化recontent)进行调整。而且，在本发明的一个实施方案中，所述 方法可任选地包括碱性预浆化步骤（a化alinepre-slurtringst巧）、内交联步骤、粒度减 小步骤和/或筛分步骤。在本发明的一个实施方案中，所述駿烷基化淀粉的pH范围为6. 0 至 10. 0。
[0028] 而且，在一个实施方案中，本发明设及具有酸化表面（acidifiedSU计ace)的駿烧 基化多糖颗粒。在本发明的另一个实施方案中，该些颗粒的特征在于如ATR-IR光谱所示没 有醋谱带（esterband)或醋肩峰（estershoulder)。
[0029] 而且，在一个实施方案中，本发明设及駿烷基化多糖，其具有：
[0030] 酸性表面；W及
[0031]选自离子键（ioniclinkage)和離键（etherlinkage)的内交联键（internal cross-linkinglinkage)；
[0032] 其中所述駿烷基化多糖的特征在于如ATR-IR光谱所示存在醋谱带。
[0033] 在另一个实施方案中，本发明设及包含经表面处理的駿烷基化多糖颗粒的卫生用 品和/或吸收部件（油sorbentmember)。
[0034] 在另一个实施方案中，本发明设及包含约15%至约80% (W/W)经表面处理的駿烧 基多糖颗粒的吸收部件。在本发明的另一个实施方案中，所述经表面处理的駿烷基多糖颗 粒具有至少82% (W/W)的生物基含量（通过ASTM方法D6866-06A来确定）。在另一个实 施方案中，本发明设及含有上述吸收剂的卫生用品。在本发明的一个实施方案中，所述卫生 用品具有至少0.22毫升/秒的第S采集速率（thirdacquisitionrate)和/或至少0. 12 毫升/秒的平均采集速率（averageacquisitionrate)。在本发明的一个实施方案中，所 述卫生用品具有至多4. 0克的第S再润湿值（thirdrewetvalue)和/或至多6. 0克的总 再润湿值（totalrewetvalue)。
[0035] 在另一个实施方案中，本发明设及经表面处理的駿烷基多糖颗粒作为吸收剂在W 下应用中的用途：一次性卫生用品（dispos油lesanitarypro化ct)(例如尿布、失禁用品、 女性卫生用品、气流铺置产品和吸收敷料）；家用制品；密封材料；钻井液（例如堵漏材料、 压裂液）；抗凝结涂料；在农业、园艺和林业应用中用于将水保留在±壤中W及用于将水释 放至植物和树木的根部；纺织工业；印刷应用；吸收性纸制品；綱带和外科垫（例如创伤敷 料）；矿石处理；混凝±制品；宠物窝；水处理；食品垫（例如与新鲜食物运输和食物包装有 关的应用）；清洁剂；灭火凝胶；云雾控制；作为化学吸收剂用于酸性和/或碱性含水溢出 物（包括水溶性化学溢出物）的清除；作为聚合物凝胶用于美容品和药物的缓慢和控制释 放（也称为药物递送系统）；作为气流铺置产品；w及人造雪的形成。
[0036] 在另一个实施方案中，本发明设及经表面处理的駿烷基多糖颗粒作为用于液体的 吸收剂的用途。在本发明的一个实施方案中，所述液体选自水、含水溶液、生理流体和盐水 溶液。
[0037] 最后，本发明设及含有经表面处理的駿烷基多糖颗粒和辅助吸收性材料 (CO-油sorbentmaterial)的组合物。
[0038] 阅读W下对本发明的说明性实施方案的非限定描述后，本发明的上述和其它目 的、优点和特征将变得更显而易见，所述描述是在参考附图的情况下通过实施例给出的。
[0039] 本申请还设及W下各项：
[0040] 项1.一种駿烷基化多糖，其具有经非交联酸处理的表面。
[0041] 项2.项1所述的駿烷基化多糖，所述駿烷基化多糖的特征在于具有选自W下的性 质；至少18g/g的CRC，至少26g/g的FSC，W及在0. 7psi时至少14g/g的AUL。
[0042] 项3.项1所述的駿烷基化多糖，所述駿烷基化多糖的特征在于至少82%的生物基 含量。
[0043] 项4.项1所述的駿烷基化多糖，所述駿烷基化多糖的特征在于当在盐水溶液中溶 胀至其最大体积时具有离散颗粒形状。
[0044] 项5.项1所述的駿烷基化多糖，其中所述非交联酸选自一价有机酸和一价无机 酸。
[0045] 项6.项1所述的駿烷基化多糖，其特征在于通过ATR-IR光谱确定具有醋肩峰，或 其特征在于通过ATR-IR光谱确定不具有醋谱带或不具有醋肩峰。
[0046] 项7.项1所述的駿烷基化多糖，所述駿烷基化多糖的特征在于0. 2至1. 0的取代 度。
[0047]